Bolhas de Sabão Geladas, Gelo Instantâneo e Outros Fenómenos de Inverno Explicados
Numa altura em que o frio tem estado bem mais presente, explicamos alguns efeitos que têm circulado em vídeos virais.
Está tanto frio em alguns países, que uma chávena de água a ferver atirada ao ar pode cristalizar e transformar-se em gelo e neve antes de bater no chão.
Numa altura em que as temperaturas baixas ou negativas, os ventos fortes e a neve se fazem sentir por toda a Europa, circulam alguns vídeos que mostram fenómenos impressionantes e estranhos a acontecer.
Eis a ciência subjacente aos vídeos que se tornaram virais com o frio:
ÁGUA A FERVER QUE SE TRANSFORMA EM NEVE
"A água é uma substância especial", diz Taneil Uttal, especialista em climatologia do Ártico da Agência Norte-Americana para o Mar e a Atmosfera (National Oceanic and Atmospheric Administration — NOAA), uma vez que pode apresentar-se em estado líquido, gasoso e sólido ao mesmo tempo.
É o chamado ponto triplo, e as temperaturas têm de atingir 0,01°C para que aconteça, explica Uttal.
Quando fervemos água, estamos a conferir energia à água em estado líquido. A energia faz com que as moléculas se afastem umas das outras até a água se transformar em vapor e passar ao estado gasoso.
"Quando atiramos [água a ferver] ao ar, a água quente dispersa-se em gotículas quentes", diz Uttal.
Por serem tão quentes, as gotículas começam a reduzir-se a vapor. E como o ar frio não é capaz de suportar tanto vapor de água como o ar mais quente, a água condensa-se. As temperaturas extremamente frias congelam as gotículas de água, que caem como cristais de gelo.
Esta explicação também se aplica a um vídeo viral de 2014 de um homem no Ontário a disparar vapor de uma pistola de água à temperatura atmosférica de -41°C. A água quente na pistola de água entra em contacto com o ar frio e condensa-se imediatamente em cristais de gelo.
NUVENS GELADAS SOBRE LAGOS
Durante os invernos típicos dos EUA, o ar que encima os grandes lagos é suficientemente quente para não conseguirmos ver as gotículas a olho nu quando a água se evapora. Mas, em condições de frio extremo, o vapor da água congela instantaneamente e cria nevoeiro de gelo.
"No Ártico, chamamos escarcha e este fenómeno", afirma Uttal, cuja investigação a leva muitas vezes ao Ártico. "Os nossos instrumentos ficam cobertos de escarcha dos nevoeiros de gelo."
De acordo com Uttal, as temperaturas podem descer ao ponto de a escarcha chegar a congelar as pestanas. "Na verdade, foi por isso que não levei um par de óculos [com armação] de metal nos últimos anos. Compro óculos de plástico para evitar que a escarcha congele as armações, colando-as à minha cara."
BOLAS DE SABÃO CONGELADAS
As bolas de sabão formam-se quando uma camada de moléculas de água ficam presas entre duas camadas de moléculas de sabão. Quando o ar está frio, a camada de água fica congelada antes de a bola de sabão rebentar.
Depois de a camada de água se solidificar, o ar dentro da bola vai começar a dissipar-se. De acordo com Bryan Wunar, diretor de iniciativas comunitárias do Centro para o Desenvolvimento do Ensino de Ciência do Museu da Ciência e da Indústria, em Chicago, quanto mais frio estiver o ar, mais tempo a bola manterá a forma.
"O ar no interior da bola irá dissipar-se mais rapidamente se a temperatura for mais quente e mais lentamente se a temperatura for mais fria", diz Wunar. "Se estiver muito frio, como é o caso das temperaturas negativas a que temos assistido na última semana, as bolas podem formar cristais de gelo. Em vez de rebentarem, [as bolas] estalam depois de se transformarem numa estrutura cristalina."
Segundo Wunar, por vezes, é possível ver o ar a dissipar-se na estrutura de sabão semirrígida.
"Acontece um processo muito parecido com o dos balões e dos pneus dos automóveis", diz.
Um balão em temperaturas negativas esvazia-se porque o frio abranda as moléculas de ar dentro da estrutura semirrígida, explica Wunar. "Se levarmos o balão para um local mais quente, irá começar a encher-se novamente."
Wunar adverte para o facto de haver muita gente a encher os pneus sem saber que a pressão dos mesmos voltará a aumentar assim que o tempo melhore: "É um erro comum. As pessoas não sabem que, na verdade, estão a encher os pneus para lá do limite."
Wunar considera que os vídeos virais são bons para a comunidade científica; "É estimulante podermos usar [o tempo frio] para levar as pessoas a pensar criticamente sobre o mundo que as rodeia."
